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篇1

隨著汽車性能包括排放，可靠性和安全性的不斷提高，一代又一代汽車的動力系統發生了非常大的變化。如果比較這一代又一代的汽車動力控制系統，我們會發現，傳感器，執行器的數量明顯的增加了，控制系統的復雜程度也大大提高了。

為了更有效控制的汽車動力系統，越來越多的傳感器被應用到系統當中。傳感器可以更準確的各種測量物理參數，以便于系統了解當前的狀態，為準確有效的控制提供了可能。一代又一代微處理器的推出，為動力系統提供了越來越強的實時運算能力。半導體功率器件的不斷更新和進步，使得執行器，如引擎點火，噴油嘴，結氣門體等的控制更加準確和有效。

汽車微控制器的進步和革新

隨著汽車應用中對于油耗，排放還有動力性能更高的要求，微處理器面臨著巨大的挑戰。為了適應以上提到的要求，微處理器在中央處理器運算能力，信號采集以及外設方面，以及對于執行器的控制能力方面都得到了很大的發展。

動力系統的革新和進步，往往和排放法規的推出聯系在一起。作為動力系統革新的推動力，新的排放法規的出臺總是推動著動力系統的更新換代。為了達到歐2的標準，8位微處理器就足以滿足要求。英飛凌的8位微處理器C505今天依然被廣泛的使用在這樣的系統中。從90年代初開始，由于系統對于微處理器要求的提高，16位微處理器逐漸開始應用在動力系統當中。英飛凌16位微處理器C167以卓越的實時處理能力在市場上得到了廣泛的認可。從而在汽車的嵌入式系統中得到了非常廣泛的應用。

表：I型試驗排放限值及法規執行日期。

圖1：發動機及其管理系統的組成。

C167的內核以及設備都是為引擎應用量身定作的。比如用于產生控制信號的功能單元，用于優化點火以及噴油的模數/數模轉換器等等都為引擎控制系統提供很多方便。正是由于這些獨特的功能使得英飛凌16位單片機至今依然被廣泛的應用于動力系統當中。

對于汽車里很多電子馬達的控制，比如線控傳動系統、啟動馬達系統或者電子增壓渦輪控制，英飛凌8位C868或者是基于C166v2結構的XC164系列提供了最優的解決方案。隨著要求的更進一步提高，32位微處理器越來越多的被應用于動力系統控制當中，英飛凌32位Tricore是這個領域的佼佼者。Tricore除了具有RISC結構以外，還集成一個數字信號處理模塊。這樣系統處理復雜信號的能力得到了大大的提高。

圖2：微控制器性能對燃油消耗量的影響。

英飛凌推出的32位微處理器AUDO系列不僅僅具有32位的內核和DSP的處理芯片，同時還集成了一組精心設計的設備。這組外設是為動力系統專門優化的。外設有自己的外設管理模塊。它可以獨立的完成對于外設的控制。也就是說，外設比如時鐘、模數/數模轉換、CAN總線的管理都可以由外設管理器直接完成，不需要占用主處理的資源。主處理器程序不會被外設的中斷打斷。這樣明顯加強了微處理器的實時性能，系統的實時性能也就相應得提高。這對于動力系統來說是非常重要的。AUDO32位微處理器系列另一個很顯著的特點是運行在中央處理器的應用軟件和運行在外設管理器里的底層驅動可以分開獨立運行。應用程序可以運行標準的操作系統比如OSEK上，而底層的驅動程序就是應用程序和外設之間的接口。AUDO系列微處理器還有一個獨立工作的通用時鐘陣列，具有完成復雜工作的能力。這種結構為汽車動力控制系統中的噴射控制，點火控制等提供了最優的解決方案。這一系列的外設取代原來要專用芯片才能完成的功能，從而起到簡化系統結構，降低系統成本的作用。

汽車功率器件面臨的挑戰

控制系統最初主要是由分立元器件組成的。隨著控制系統越來越復雜，尤其是對于系統診斷和保護功能的新的要求，以及系統把一些特定的功能分配到功率器件當中來完成，分立元件逐漸不能滿足這樣的要求。今天應用于汽車動力系統中的功率器件大都基于BCD技術(BipolarCMOSDMOS)。這種技術不僅有能夠驅動大電流的DMOS結構，還可以集成復雜的邏輯和控制功能，比如過流、過溫保護、診斷功能、準確的電流控制，等等。這些功能明顯的加強了系統的可靠性，同時為OBD提供了很大的方便。越來越多的功能被集成在功率器件里，這也有效的優化了系統結構，進一步節省了系統的成本。雖然越來越多的智能芯片被運用于系統當中，分立元件以其特有的優勢依然常常被應用于動力系統當中，尤其是對于功率損耗特別大的應用，比如柴油噴射系統中。

在動力系統當中，功率器件控制噴嘴，氧傳感器加熱器，點火裝置，風扇以及各種各樣的繼電器等等。英飛凌提供一個非常全的產品系列，能夠被運用于驅動這些負載。從2通道到18通道的低端多通道開關，驅動能力從50mA到10A，基于客戶不同的需求，總是可以在這個標準產品系列中選取合適的產品。基于最新的技術和封裝英飛凌仍然在不斷完善這個驅動產品系列。在這個產品系列中，英飛凌非常重視模塊性，可擴展性和靈活性。Lego和Flex產品系列很好的體現了這幾個特性，產品系列中不同產品具有很好的兼容性。根據不同的需要，可以把一個或者幾個產品結合起來使用。

由于小型汽車市場快速發展，對于汽車動力系統提出了新的挑戰。這種挑戰在動力系統結構，控制戰略方面都產生了很深刻的影響。體現在汽車功率半導體上，系統需要高集成度的產品。由于小型汽車特殊性，為集成多種功率芯片功能于一個芯片當中提供了可能。這樣做可以使系統結構緊湊，可靠性增強，相應的系統成本也會大幅的降低。當然這樣的系統對于系統的散熱處理，芯片的封裝技術等方面提出了更加嚴格的要求。

BCD技術同時具有DMOS，CMOS，Bipolar結構，這使基于BCD的產品可以集成復雜的控制功能，這對動力系統的功能模塊劃分產生了影響。越來越多地功能在系統功能模塊劃分中被轉移到功率器件當中。以前很多功能需要專用芯片來完成，或者需要占用很多微處理器資源，現在都被集成在功率器件當中。比如在汽油直噴系統中，系統需要一個PeakandHold的功能，這個功能就能夠由基于BCD技術的功率半導體芯片非常有效的實現。智能功率半導體芯片還集成了保護和診斷功功能，可以自動診斷短路，過流，過溫開路等錯誤。并且可以對這些錯誤狀態做出相應的處理，比如說過溫過流情況下的自動關斷。這些診斷信息經過編碼后，還可以通過串行通信接口和微處理器進行通信。

汽車傳感器的廣泛應用

最初傳感器在汽車引擎控制里的應用是引擎點火器的控制，系統基于負載和轉速來決定點火角度和點火時間。通過這種技術實現的點火控制很簡單，已經遠遠不能適應今天越來越嚴格的油耗，排放以及動力性能的要求。在現代的系統中，除了負載，轉速信號傳感器以外，引擎溫度，進氣管溫度，進氣量，節氣閥位置，氧傳感器信號等等都必須被采集和處理。只有采集了這些信號，并對這些信號進行處理，引擎控制系統才能準確掌握引擎的狀態，從而完成準確的控制。相比于被動傳感器來說，半導體傳感器擁有高準確度，高抗干擾性能和很好的耐久性能等優點。因而半導體傳感器在汽車領域里逐漸取代被動傳感器，得到了越來越廣泛的應用。

半導體傳感器不僅具有感知部件，還往往集成了很多別的功能，比如信號的預處理，診斷以及信號接口處理等等。英飛凌的集成壓力和電磁傳感器件，已經在汽車動力系統中，無數次的被應用于測量進氣壓力，大氣壓力，傳動轉速，爆震檢測，節氣門位置檢測，油門位子檢測等等。

圖3：8缸發動機控制ECU基于英飛凌汽車電子器件。

總結和展望

在半導體芯片在動力總成系統中的應用方面，英飛凌做了許多系統上的工作。英飛凌應用32位單片機、智能功率器件以及部分傳感器，成功研制一款8缸發動機的控制器ECU，可以控制所有實際的發動機管理系統負載，并且在這款ECU中不僅僅實現了發動機系統的管理，而且集成了自動變速箱的控制，因此這塊ECU被稱為動力總成系統電控單元。通過圖3、圖4可以看到該電控單元的框圖，其中主要分為以下幾個部分：

1.計算單元；

2.電源單元；

3.傳感器以及傳感器信號調理單元；

4.發動機管理系統負載驅動單元；

5.自動變速箱系統負載驅動單元；

6.總線傳輸單元；

7.調試接口單元；

8.發動機及變速箱模擬單元，包括爆震信號模擬等。

圖4：8缸發動機控制ECU框圖。

通過這一綜合的電控單元，可以十分輕松的調試系統，為32位的高速的發動機管理系統以及變速箱管理體統的開發提供了有力的支持。這個系統的主要器件都是基于英飛凌的產品，體現了英飛凌完整的汽車電子產品線。

半導體產品：微處理器，功率芯片和傳感器組成了整個動力電子控制系統。汽車電子動力系統對于高集成度的要求，以及控制系統的復雜性的提高必然會導致半導體技術的進一步革新，和一系列新的產品的出現。

在微處理器方面英飛凌將繼續上面介紹的AUDO構架，進一步完善產品線。基于AUDO構架卓越的運算能力以及優秀的實時處理能力，英飛凌會推出低端32位微處理器，以適應不同市場的需求。AUDO微處理器的主頻將進一步提高。外設功能也將得到進一步的加強。并且AUDO微處理器非常重視可擴展性和軟件的兼容性，這為軟件的重復使用創造了很好的條件。

篇2

1 故障樹分析法簡介

從20世紀60年代以來，在一些復雜系統的故障分析中，形成和發展了一種新的故障樹分析法。這是一種從系統到部件再到零件的下降形式分析方法。它是從系統開始，通過邏輯符號與具體單元、零部件相聯系；與失效的的狀態事件相聯系；構成一幅樹狀分支圖，稱為故障樹。故障樹分析法首先將分析的系統故障事件作為第一階（即第一行―頂事件），再將導致該事件發生的直接原因（包括硬件故障、環境因素、人為差錯等）并列為第二階段。用適當的事件符號表示，用邏輯門把他們與系統故障事件聯結起來。其次將導致第二階段延長事件發生的原因列出為第三階段。兩階之間同樣用事件符號和邏輯門聯系。這樣逐段展開，直到把最基本的原因都分析出來為止，這樣的邏輯圖便是故障樹。利用故障樹去分析系統發生故障的各種途徑和可靠性特征量，這就是故障樹分析法。

2 故障樹分析法主要特點

（1）它是一種直觀的圖形演繹法。把系統的故障與引起故障的因素，用圖形比較形象的表現出來。用它來分析系統失效事件發生的概率，也可用來分析零、部件或子系統的失效事件對系統失效的影響。從故障樹圖由上往下看可知：系統的故障與那些單元有關系？有怎樣的關系？多大關系。從圖由下往上看：知道單元故障對系統故障的影響，什么影響？影響途徑怎樣？程度有多大？（2）故障樹分析可作定性分析還可作定量分析；不僅可分析單一機件引起系統失效的影響，而且可以分析多機件構成的子系統對系統影響；不僅可反映系統內部單元與系統故障的關系，也能反映系統外部因素（環境因素和人為因素）對系統的影響。（3）故障樹分析不僅可用于指導設計，也可用于指導正確的維修管理。（4）故障樹的建造工作量十分繁重和復雜，需要較高的技術。

3 故障樹的組成

（1）頂事件的選取。它是系統分析的目標和對象，要選擇一個具有明確意義，可用概率度量，能夠向下分解，最后找出失效原因的故障事件。（2）故障樹的建造。這是故障樹分析中的關鍵一步。要由多方技術人員通力合作，經過細致的綜合分析，找出系統失效事件的邏輯關系。首先分析事故鏈確定主流程，然后確定邊界條件，給出故障樹的范圍，最后利用事件符號和邏輯符號畫出故障樹。（3）故障樹的圖形符號。有兩種圖形符號，即：邏輯符號和事件符號。他們都有各自的具體圖形符號和意義。（4）故障樹的基本結構。

4 故障樹的建造

4.1 確定頂事件和邊界條件

頂事件是針對所研究對象的系統故障事件。是在各種可能的系統故障中篩選出來的最危險的事件，對于復雜的系統，頂事件不是唯一的，分析的目標、任務不同，應選擇不同的頂事件。在很多情況下，頂事件就選定故障模式和影響分析中識別出來的致命度高的事件。必要時還可把大型復雜系統分解為若干相關的子系統，以典型的中間事件當作若干子故障樹的頂事件進行建樹分析，最后再加以綜合。這樣可使任務簡單化，并可同時組織多人分工合作參與建樹工作。

根據選定的頂事件，合理地確定建樹的邊界條件，以確定故障樹的建樹范圍，故障樹的邊界條件包括：（1）初始狀態。當系統中的部件有數種工作狀態時，應指明與頂事件發生有關的部件的工作狀態。（2）不容許事件。指在建樹的過程中認為不容許發生的事件。（3）必然事件。指系統工作時在一定條件下必然發生在一定條件下必然發生的事件和必然不發生的事件。

4.2 逐層展開建樹

篇3

本文對“準穩態”模型作以下幾個假設:柴油機系統中任何存儲容積對動態過程影響忽略不計;柴油機的輸出扭矩和排氣溫度(渦輪前溫度)僅與柴油機燃燒過程中的空燃比和轉速有關。它們可以用經驗公式表示,不進行缸內過程計算。

該柴油機準穩態模型包括壓氣機、中冷器、渦輪、流量函數、柴油機本體諸環節。其基本模型如圖1所示。

2仿真結果及分析

12VPA6柴油機按標準螺旋槳特性工作的6個穩態工況點的計算結果和試驗數據的對比見表1。

比較結果表明:在高負荷時計算誤差比較小,而在低負荷時,計算誤差比較大。這種情況出現的主要原因是低負荷時候試驗數據比較少,而且試驗數據的離散程度比較大,經驗公式在低負荷的某些工況有一定的偏差,但是在整個功率范圍內計算誤差一般都在5％以內。另外從仿真結果中我們還發現12VPA6柴油機在700rpm～800rpm轉速范圍內空氣流量偏小,這樣對柴油機的動態過程有一定的影響。

可以看出,仿真得出的穩態航速和實際航行結果基本相同,穩態誤差在6％以內。因此,穩態仿真的計算結果有較好的精度。在相同的轉速下,計算值一般比實際航行值略偏大,一方面是由于本文仿真計算的條件是標準海況,實際航行條件是三級海況;另一方面是由于仿真計算時候排水量是按515t計算的,而實際航行的排水量是533t～540t。

3結語

篇4

儀征化纖熱電生產中心#1爐甲乙側兩臺動態分離器于2012年安裝完成，投運后未能達到預期效果，其主要表現為制粉系統出力低以及出粉細度調節性較差等情況。2013年期間，對這兩臺分離器進行了一系列實驗、論證，并進行了初步優化，但結果并不理想。2013年7月下旬，對甲側動態粗粉分離器進行了部分改動，在動靜葉之間增加一擋板。并在8月中旬又將回粉錐的間隙調小，但回粉量大的情況還是沒有得到根本改善。之后，根據長期的試驗、調整及數據分析，找到了造成動態分離器回粉率高、出力不理想的根本原因，即靜葉片分離作用過強，而動葉輪分離器作用相對較弱。最后，根據試驗和三維模擬的結果及分析，提出以下的改造方案并實施。

2 具體整改措施

（1）增大動葉輪的尺寸。包括直徑和高度。目的是增強動葉輪的分離作用，同時可使動葉輪轉速與出粉細度有明顯的線性關系。（2）安裝導流板。對煤粉起到均流作用。可減少小顆粒回粉率，同時提高大顆粒回粉率，從而提高回粉的準確性。（3）去除徑向葉片。削弱靜葉片的分離作用，相對進一步加強動葉的分離器作用。

3 調試數據分析

2014年9月10日～2014年9月15日，對#1爐甲側制粉系統進行了調試。從出粉細度及可調性、出粉均勻性指數、制粉出力等多方面的數據進行了試驗，并得到了全面的定性和定量的數據結果。由此，可對甲側動態粗粉分離器改造的具體效果進行以下判定。

3.1 細度調節性的改善（圖2）

可見，本次改造后，主要由于動葉輪尺寸增加，導致顆粒受到的離心力增加。出粉細度的調節性能明顯增強且線性關系明顯。這樣的好處包括：（1）對于不同煤種，能夠方便的通過細度調節，使出粉細度始終在經濟情況下運行；（2）由于出粉細度調節范圍更廣，尤其是可以調到很細的這種特點，可以完全適應低氮燃燒器改造后的需求。當然，更低的細度R90是以損失部分出力為代價的。鑒于目前#1爐的運行情況，建議排粉機電流保持在16.5～17A，分離器轉速維持在20-30rpm的運行方式，此時對應的出粉細度R90=25.2-23.2%，均勻性指數n≥1.2。下述的出力試驗也是在該工況下進行的。

3.2 出力的提高

3.2.1 出力試驗

2014年9月15日進行了如下試驗：將#1爐負荷穩定在220t/h（以下粉位為甲乙兩側平均值）

（1）從上午9：55到下午13：15這段時間（200分鐘），甲側乙側同時運行，觀察#1爐粉倉的粉位變化，從3.8m漲到4.3m；（2）從下午13：15到下午15：10這段時間（115分鐘），只運行甲側，觀察#1爐粉倉的粉位變化，從4.3m降到3.3m；（3）從下午17：30到下午19：30這段時間（120分鐘），只運行乙側，觀察#1爐粉倉的粉位變化，從4m降到2.9m；從上述的數量關系可以列出含三個未知數的方程組：

式中：x-單位時間內甲側磨煤機的出力換算成粉位的變化，單位m/min；y-單位時間內乙側磨煤機的出力換算成粉位的變化，單位m/min；z-單位時間內220t/h負荷下，對于的煤粉消耗量換算成粉位的變化，單位m/min；

最后計算得到（x+y）/z=1.123，也就是說甲乙兩側同時運行后，能夠供應的鍋爐負荷為：215×1.123=241（t/h）。

相比改造之前甲乙兩側同時運行可維持的最大負荷210t/h，制粉系統的出力提高了：（241-210）/210×100%=13.8%

3.2.2 回粉比例減少。同樣在上述工況下，對#1爐甲側的進粉、出粉和回粉進行取樣并化驗細度，并和改造前（2013年8月）數據進行對比（表1）。

回粉比例即回粉占進粉的質量比。回粉比例減少23.2%，意味著有23.2%的煤粉不需要回到磨煤機重復研磨，做無用功。出力也就相應的提高23.2%。考慮到改造后的出粉細度R90比改造前的出粉細度R90還要小，所以在相同出粉細度情況下，甲側磨煤機提高的制粉出力是大于23.2%的。

4 結束語

（1）本次改造實現了預期的效果，達到了改造的目的。一方面，制粉系統出力有了顯著提高，單是甲側的改造，就使得#1爐總的制粉出力相比改造前提高了13.8%。另一方面，出粉細度的調節性能顯著增強，且線性關系明顯。（2）鑒于試驗的結果和#1爐的運行情況，建議#1爐甲側制粉系統按照如下方式運行：排粉機電流16～17A，分離器轉速20～30rpm。此時對應的出粉細度R90在25.2%～23.2%、均勻性指數達到n≥1.2、制粉出力高（甲乙兩側同時運行，能滿足241t/h負荷對于的煤粉消耗）、制粉單耗低。

參考文獻

篇5

隨著計算機圖形學技術的迅速發展，系統仿真方法論和計算機仿真軟件設計技術在交互性、生動性、直觀性等方面取得了較大進展，它是以計算機和仿真系統軟件為工具，對現實系統或未來系統進行動態實驗仿真研究的理論和方法。

運動學仿真就是對已經添加了拓撲關系的運動系統，定義其驅動方式和驅動參數的數值，分析其系統其他零部件在驅動條件下的運動參數，如速度，加速度，角速度，角加速度等。對仿真結果進行分析的基礎上，驗證所建立模型的正確性，并得出結論。

本文中所用的動力學仿真軟件是ADAMS軟件。ADAMS軟件使用交互式圖形環境和零件庫、約束庫、力庫，創建完全參數化的機械系統幾何模型，其求解器采用多剛體系統動力學理論中的拉格郎日方程方法，建立系統動力學方程，對虛擬機械系統進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預測機械系統的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。虛擬樣機就是在ADAMS軟件中建的樣機模型。

1、運動參數的設置

先在造型軟件UG中將齒輪傳動系統造型好，如下圖所示。在已經設置好運動副的齒輪傳動系統的第一級齒輪軸上繞地的旋轉副上給傳動系統添加一個角速度驅動。然后進行仿真。在進行仿真的過程中，單位時間內仿真步數越多，步長越短，越能真實反映系統的真實結果，但缺點是仿真時間也隨之變長，占用的系統空間也就越大。所以應該在兼顧仿真真實性與所需物理資源和仿真時間的基礎上，選擇一個合適的仿真時間和仿真的步長。

在仿真之前先設置系統所用到的物理量的單位，在工程實際中，角速度一般使用的單位是r/min，所以在系統的基本單位中把時間的單位設為min,角度的單位設成rad，而在ADAMS中轉速單位為rad/min。本過程仿真的運動過程為：系統從加速運動到額定轉速，平穩運動一段時間后，再減速運動直到停止。運動過程用函數來模擬，輸入的角速度驅動的函數表達式為：STEP( time ,0 ,0 ,2.5 ,9168.8)+ STEP(time ,7.5 ,0 ,10 ,-9168.8)，此函數表達式的含義為：系統從開始加速運動一直到2.5s時達到了系統的額定轉速9168.8rad/min(1460r/min),從2.5s到7.5s的時間段內，系統以額定轉速運動，在7.5s到10s的時間段內，系統從額定轉速減速行使，直到停止。打開ADAMS，選擇Import a file，將測試數據輸入到ADAMS/View中。

2、模型驗證

為了保證仿真分析的順利進行，在進行仿真分析之前，應該對樣機模型進行最后的檢驗，排除建模過程中隱含的錯誤。一般樣機模型容易出現的錯誤為：(1)檢查不恰當的連接和約束、沒有約束的構件、無質量構件、樣機的自由度等。(2)進行檢查所有的約束是否被破壞或者被錯誤定義，通過裝配分析有助于糾正錯誤的約束。

對于這些潛在的錯誤，用戶可以充分利用ADAMS/View提供的模型檢查功能進行樣機模型檢測：(1)對于第一種可能的錯誤，用戶可以利用模型自檢工具。(2)對于第二種可能的錯誤，用戶可以進行裝配分析。

ADAMS/View提供了一個功能強大的樣機模型自檢工具，進入主菜，選擇Model Verify命令，這時啟動模型自檢，完成自檢后，程序顯示自檢對話框。

3、樣機仿真

模型檢驗正確后，就可以進行仿真分析。仿真的分析過程如下：

在主工具箱選擇仿真工具圖標，顯示交互仿真分析參數設置欄；選擇仿真類型，ADAMS/View提供了4種仿真類型，即Default、Dynamic、Kinematic和Static。本文就用Default這種仿真類型；定義仿真分析時間，本次仿真時間為120秒；設置仿真過程中ADAMS/View輸出仿真結果的頻率，選取仿真步長數為1000步。

完成以上設置后，開始仿真分析。在仿真分析過程中，可實時顯示樣機的運動狀況。

4、仿真結果及其分析

在仿真結束后，進入ADAMS/Postprocessor后處理模塊，可以得到齒輪傳動系統的動力學仿真結果曲線圖，下圖是齒輪1曲線圖。

5、結語

以齒輪1和齒輪7為例（其它略），通過上表可以看到，各個嚙合齒輪之間傳遞力的趨勢與負載的趨勢比較相似，都在14.1秒和73.95附近出現最大值，受力有很大的變化，最大力值為623050N，工作時所允許的范圍之內。在表中，“-” 代表所受力的方向與系統默認的方向相反。仿真結果的平均值與通過計算所得的理論值之間的差別不大，說明仿真結果比較真實的反映了實際的工作狀態。

參考文獻

篇6

此次研究主要對傳輸網絡進行系統的管理，把以往分散到各個系統中的傳輸網絡進行統一的管理，為管理各個系統間的傳輸網絡，將通過webservice的方式進行數據的傳遞，把不同系統間的傳輸網絡數據整合到一個系統中，從而完成對所有有傳輸網中的資源點管理的要求。本系統完成后，將有效地解決移動公司對傳輸網中的資源點管理不夠透明的問題，為移動公司提高管理水平、減少工作量提供支撐。本系統具有J2EE的MVC的三層架構模式：即數據展示層-請求控制層-業務處理層。MVC架構是“Model-View-Con-troller”的縮寫，中文翻譯為“模型-視圖-控制器”。MVC應用程序總是由這三個部分組成。Event(事件)導致Controller改變Model或View，或者同時改變兩者。只要Controller改變Models的數據或者屬性，所有依賴的View都會自動更新。類似的，只要Controller改變View，View會從潛在的Model中獲取數據來刷新自己。

3移動通信傳輸網絡管理系統的設計及試驗方案的可行性分析

篇7

1 背景技術

汽車尾氣有害物排放，對汽油機有CO、HC和NOx；對柴油機而言，除CO、HC、NOx外，還有微粒和煙度。而這些尾氣排放物的生成直接與發動機的燃燒過程有關。為了減少發動機的各種有害物排放，目前有很多控制方式，如氧化催化轉化裝置、還原催化轉化裝置、三元催化轉化裝置、稀薄NOx催化轉化裝置以及EGR系統等，雖然這些措施在一定程度上減少了部分有害氣體的排放，但是在空燃比、可靠性、耐久性等方面存在諸多缺陷。例如，EGR系統已經成為降低柴油機NOx排放量的有效技術措施，但在大、中型柴油機上的應用仍受到耐久性和可靠性的影響，并且實施較大的EGR率也帶來了燃油消耗率和黑煙惡化等問題。

從上述的現有技術中不難看出，目前減少發動機尾氣有害氣體排放的是措施，或是利用催化轉換裝置或是控制燃燒，而尾氣有害氣體排放物的生成直接與發動機的燃燒過程有關。但這些措施都是在復雜的燃燒過程中產生了有害氣體之后才采取的。均不能從根本上解決發動機尾氣有害氣體的排放問題。為克服背景技術中的不足，本文的目的在于提供一種在發動機進氣環節的空氣分離系統，該系統將吸入其內的空氣分離成氮氣和富氧氣體，氮氣排入大氣，富氧氣體與燃料混合供入氣缸燃燒或者通過進氣道進入氣缸并與氣缸內燃料燃燒，這樣氮氣不參與燃燒過程，也就抑制了NOx的生成，所以不需再采取催化轉化裝置或控制燃燒等措施了，這樣就實現了本較好的節能減排的目的。

2 技術方案

一種發動機進氣空氣分離系統，主要通過使用Na-X型沸石和Li-X型沸石的壓力回轉吸附法實現發動機進氣空氣中氮氣與氧氣的分離。包括用于進氣的空氣進氣口，并在進氣口初安裝有濾清器，用于濾去空氣中的微粒和水蒸汽，系統含一套吸附裝置，吸附裝置包括兩個吸附器A、B和兩個二次吸附器C、D；吸附器與二次吸附器之間分別有氣管相連，其中A與C、B與D相對應。吸附器的進口端分別設有供氣電磁閥與抽空電磁閥；抽空電磁閥與真空泵相連。二次吸附器出口端安裝有緩沖器，緩沖器出口端設有分離電磁閥，富氧氣體通過分離電磁閥經進氣道進入發動機氣缸或與燃料混合后進入發動機氣缸。

吸附器進口端導入Na-X型沸石，吸附器進口端導入Li-X型沸石。二次吸附器進口端導入Na-X型沸石，二次吸附器進口端導入Li-X型沸石。二次吸附器體積較小于吸附器，安裝在吸附器的出口端主要是為了進行氮氣的二次吸附，從而提高氧氣的純度。吸附過程的吸附壓力為1巴~1.1巴；抽空過程的解吸壓力為100毫巴~400毫巴。供氣電磁閥、抽空電磁閥、分離電磁閥均由控制器統一控制，定時開閉。吸附裝置亦可根據發動機需氧量的增加實現并聯，即用多套吸附裝置同時供氣。真空泵的動力由發動機主動軸提供。緩沖器的作用是為了使供氣氣流均勻。

研究表明采用上述技術方案，可以達到以下有益效果：

本文所提出的發動機進氣空氣分離系統，通過使用Na-X型沸石和Li-X型沸石的壓力回轉吸附法實現發動機進氣空氣中氮氣與氧氣的分離。有效的分離出了氮氣，得到的富氧氣體與燃料混合供入氣缸燃燒或者通過進氣道進入氣缸并與氣缸內燃料燃燒，這樣氮氣不參與燃燒過程，也就抑制了NOx的生成，亦不需再采取催化轉化裝置或控制燃燒等措施，這樣就實現了較好的節能減排的目的。

圖中：1.氣缸；2.分離電磁閥（1）；3.緩沖器（1）；4.二次吸附器（C）；5.吸附器（A）；6.濾清器；7.空氣進氣口；8.供氣電磁閥（1）；9.抽空電磁閥（1）；10.真空泵；11.供氣電磁閥（2）；12.抽空電磁閥（2）；13.吸附器（B）；14.二次吸附器（D）；15.緩沖器（2）；16.分離電磁閥（2）；17.進氣道

3 工作原理

結合圖1，發動機進氣空氣分離系統主要通過壓力回轉吸附法實現發動機進氣空氣中氮氣與氧氣的分離。包括用于進氣的空氣進氣口，并在進氣口初安裝有濾清器，用于濾去空氣中的微粒和水蒸汽，系統含一套吸附裝置，吸附裝置包括吸附器（A）、吸附器（B）和二次吸附器（C）、二次吸附器（D）；吸附器與二次吸附器之間分別有氣管相連，其中A與C、B與D相對應。吸附器的進口端分別設有供氣電磁閥、與抽空電磁閥；抽空電磁閥與真空泵相連。二次吸附器出口端安裝有緩沖器，緩沖器出口端設有分離電磁閥，富氧氣體通過分離電磁閥經進氣道進入發動機氣缸或與燃料混合后進入發動機氣缸。

結合圖1具體介紹吸附裝置的工作循環：

0s時刻：吸附器（B）已經完成吸附過程；

0~30s：

吸附器（A）5、二次吸附器（C）4 ：供氣電控閥（1）6、分離電控閥（1）2“開”抽空電控閥（1）9“閉”，空氣由空氣進氣口7進入通過濾清器6，過濾掉微粒和水蒸氣，混合氣體流出濾清器6通過供氣電磁閥（1）8進入吸附器（A）5，吸附器（A）5內Na-X型沸石和Li-X型沸石吸附混合氣體內的氮氣、二氧化碳、水蒸氣，剩余氣體（氧氣、氬氣及少量的氮氣、二氧化碳、水蒸氣等）通過二次吸附器（A）4進行再次吸附，主要吸附上個工序所遺留的少量的氮氣、二氧化碳、水蒸氣等氣體。從二次吸附器（A）4流出的富氧氣體（氧氣、氬氣）經過緩沖器（1）3、分離電磁閥（1）2進入進氣道，從而供入發動機氣缸1。

吸附器（B）13、二次吸附器（D）14:供氣電控閥（2）11、分離電控閥（2）16“閉”抽空電控閥（2）12“開”，通過真空泵10將吸附器（B）13 和二次吸附器（D）14抽至負壓，吸附劑所吸附的氮氣得到解吸，并排到大氣。

30s時刻：吸附器（A）5已經完成吸附過程；

30~60s：

吸附器（A）5、二次吸附器（C）4 ：供氣電控閥（1）6、分離電控閥（1）2“閉”抽空電控閥（1）9“開”，通過真空泵10將吸附器（A）5和二次吸附器（C）4 抽至負壓，吸附劑所吸附的氮氣得到解吸，并排到大氣。

吸附器（B）、二次吸附器（D）：供氣電控閥（2）、分離電控閥（2）“開”抽空電控閥（2）“閉”，空氣由空氣進氣口進入通過濾清器，過濾掉微粒和水蒸氣，混合氣體流出濾清器通過供氣電磁閥（2）進入吸附器（B），吸附器（B）內Na-X型沸石和Li-X型沸石吸附混合氣體內的氮氣、二氧化碳、水蒸氣，剩余氣體（氧氣、氬氣及少量的氮氣、二氧化碳、水蒸氣等）通過二次吸附器（D）進行再次吸附，主要吸附上個工序所遺留的少量的氮氣、二氧化碳、水蒸氣等氣體。從二次吸附器（D）流出的富氧氣體（氧氣、氬氣）經過緩沖器（2）、分離電磁閥（2）進入進氣道，從而供入發動機氣缸。

篇8

0引言

伴隨著網絡化對于社會的影響，電力系統管理中自動化技術安全管理的系統建設工作重要性不斷提高，同時也是優化與改進電力系統信息安全技術的多項措施，電力信息的安全管理標準屬于信息的安全管理基本標準、需求以及準則，是提高管理效果的基本措施，其中最為重要的便是構建一個關于電力系統的自動化技術安全管理。對此，探討電力系統自動化技術安全管理具備顯著現實意義。

1電力系統信息安全管理目標

強化與規范電力系統的網路安全行以及自動化管理效果，并保障自動化管理系統的整體穩定性、持續性、可靠性以及保障信息內容的完整性、可用性以及機密性，預防因為自動化管理系統本身的漏洞、故障而導致自動化管理系統無法正常的運行，在病毒、黑客以及多種惡意代碼的影響攻擊時及時起到行之有效的管理保護，對自動化管理系統內部的信息安全性實現較高的管理效果，預防信息內容和數據的丟失，預防有害信息在網絡當中的傳播，從而提高企業信息的整體管理效果[1]。

2自動化技術安全管理建設內容

2.1管理系統安全監測與風險評估管理

信息管理系統的建設必然需要管理部門的高度重視，要求管理部門以年度作為單位，對信息化的項目實行全面性、綜合性的管理，并在每一年的綜合計劃實行之后，制定這一整年在相關工作方面的創新計劃，保障系統在正式上線之前便可以有效的滿足整個系統在安全方面的需求[2]。采用的系統在建設完成之后的1個月之內，必須根據相應的“上下線管理辦法”實行申請，并通過信息管理部門專職人員進行上線申請，組織應用的系統專職和業務主管部門根據相應的標準或指南對系統進行安全性的評估，同時需要將評估的結果博鰲高發放到業務部門中。對于系統中存在的不足，業務部門在接收到報告之后需要在短時間內進行改進，并在改進之后進行復查，確保其可以滿足上線要求。

2.2信息安全專項檢查與治理

信息管理部門在管理方面的具體實施必然是借助專職人員而實現，在每一年的年初均需要根據企業的實際情況具體的檢查計劃以及年度性的檢查目標，檢查的具體內容必須按照企業中每一個部門的工作特性而決定，例如網絡設備的安全性、終端設備的穩定性以及系統版本的及時更新等[3]。對于重大隱患而言，信息安全管理人員需要及時錄入到系統當中，并組織制定重大隱患的安全防治計劃，各個部門需要在接收到反饋之后及時對問題提出整治方案，并在限期內處理。信息管理部門的安全專職人員需要對隱患庫當中所存在的隱患進行跟蹤性治理，并組織相應人員進行復查，對于沒有及時按期整改的部門，信息安全專職人員需要在短時間內上報給信息負責人，并由人力資源部門對其進行績效考核。每一個部門的信息安全專職人員需要根據計劃組織該部門的人員制定相應預案，每一份預案在制定之后需要在5天之內交到本部門負責人審批，并在審批通過之后上報信息管理部門。

2.3安全事件統計、調查及組裝整改

信息管理部門的安全專職人員必須在每一個月月初時對基層部門的信息安全事件進行統計分析。每一個系統的安全管理人員需要根據部門所發生的安全事件實行記錄記錄，并根據發生問題的原因進行針對性的分析，每一個月以書面的形式將所記錄的內容提供給管理部門，由管理部門實現工作狀況的改進與完善。如果后續查出存在漏報現象，則需要由人力資源部門進行績效考核。在發生安全事件之后，需要在5個工作日之內對事件進行分析、統計并上報，調查過程中必須根據事故調查和統計的相關規定執行，及時分析問題發生的主要原因，并堅持“四不放”的基本原則，在調查之后編制事件的調查報告，調查與分析完成之后需要組織相關人員落實具體的整改改進措施，信息安全事件的每一項調查任務都必須嚴格根據電力企業的通報制度進行，務必保障每一個行為的合理性。

3評估與改進

借助開展提高管理與標準理念以及管理標準，明確每一項工作的5W1H，在目的、對象、地點、時間、人員、方法等方面實行管理系統，促使信息管理部門與各個部門之間的接口、職責劃分清晰，達到協調性的分工合作，并借助ITMIS系統實行流程化的固定管理，嚴格執行企業各項安全管理標準，構建信息化的安全管理建設工作，實現信息化的安全管理系統建設，在標準的PDCA階段循環周期借助管理目標、職責分工、管理方法、管理流程、文檔記錄、考核要求等多個方面的管理提高整體安全性，在信息安全管理的建設中確保基礎結構的搭建效果，借助行之有效的評估方式，對自動化管理系統安全檢測與風險評估管理等多個方面進行評估，并逐漸完善自動化技術安全管理的建設任務，保障安全管理系統的持續改進。

4結語

綜上所述，信息安全工作是系統性的工程，“防范”與“攻擊”、“脆弱”與“威脅”是相互成長不斷發展的。對此，在新時代之下，電力系統的自動化技術安全管理，務必從管理與技術兩個角度著手，確保網絡安全、系統安全、應用安全、物理安全、數據安全，從而實行多種管理措施，達到多層面、多角度的安全管理保障，提高電力系統自動化技術安全管理系統的整體建設效益，從而提高電網安全性。

參考文獻： 

[1]魏勇軍，黎煉，張弛等.電力系統自動化運行狀態監控云平臺研究[J].現代電子技術，2017，40（15）：153-158. 

篇9

電力是現代社會使用最廣泛的二次能源。電力的安全、穩定和充足供應是國民經濟全面、協調、可持續發展的重要保障條件，事關經濟發展、社會穩定和國家安全大局。自從1998年全國裝機容量超過277GW，躍居世界第2位以來，我國電力仍以較高的速度和更大的規模在迅猛發展，預計到2011年底，我國電力裝機總容量，全國全口徑發電裝機容量將超過10.4億千瓦。電力自動化管理系統首先要有一個計算機平臺。該計算機平臺在操作系統、數據庫、人機界面、通信規約上遵守現行的工業標準，應是一個開放系統，是一個可以不斷集成和擴展的靈活的計算機系統。在這一點上，與調度自動化EMS系統的計算機平臺是一樣的。不同的是，它面對的是信息量特別大，而通信又較為薄弱的配電網。

1 電力自動化管理系統的特點

1.1電力自動化管理系統的終端設備多，數據庫龐大，管理復雜。DMS的監控對象為電源進線及變電站、10kV開閉所、小區變電站、配電變電站、分段開關、補償電容器、用戶電能表和重要負荷等，因此站點非常多，通常要有成百上千甚至上萬個。數量繁多的終端設備不但給系統組織帶來較大的困難，而且在控制中心的計算機網絡上，處理這么大量的信息并進行設備管理，比輸電網更繁瑣。特別是在圖形工作站上，若要較清晰地展現配電網的運行方式，困難將更大。

1.2電力自動化管理系統的大量終端設備不在變電站內，要求設備可靠性更高。輸電網自動化系統的終端設備一般可以安放在被測控的變電站內，行業標準中對這類設備按戶內設備對待，只要求其在10℃―55℃環境溫度下工作即可。而配電網自動化系統中的大量終端設備不能安置在室內，如測控饋線分段開關的饋線RTU，就必須安放在戶外。其工作環境惡劣，通常要求在―25.75℃、濕度高達95℃的環境下工作，所以設備的關鍵部分就必須采用工業級的芯片，還要考慮防雨、散熱、防雷等因素，這類設備不僅制造難度大，而且造價也較戶內設備高。此外，因配電網的運行方式需要經常調整，對電力自動化管理系統的終端設備進行遠方控制的頻繁程度比輸電網的高得多，這就更要求電力自動化管理系統的終端設備具有較高的可靠性。

1.3電力自動化管理系統的通信方式多樣復雜。承擔傳送數據和通話任務的配電網通信系統，由于包含有各種類型側控裝置，因而常常具有多種通信方式。配電網終端設備的數量非常多又比較分散，也大大增加了配電自動化通信系統的復雜性。但其通信速率，由于配電網不必考慮系統的穩定性問題而不如輸電系統要求得那么高。

2 電力自動化管理系統的功能

2.1配電網的SCADA功能

配電網的SCADA系統是通過監測裝置來收集配電網的實時數據，進行數據處理以及對配電網進行監視和控制。監測裝置除了變電站內的RTU和監測配電變壓器運行狀態的TTU之外，還包括沿饋線分布的FTU （饋線終端裝置），用以實現饋線自動化的遠動功能。配電網SCADA系統主要功能包括數據采集、四遙、狀態監視、報普、事件順序記錄、統計計算、制表打印等功能。

由于配電SCADA系統的監控對象既包含大的開閉所和小區變電站，又包括數金極多但單位容量很小的戶外分段開關，因此常將分散的戶外分段開關監控集結在若干點（稱做區域站或集控站）以后再上傳至控制中心。若分散的點太多，還可以做多次集結。當配電網設備比較密集時，可按距離遠近劃分小區，將區域站設置在距小區中所有測控對象均比較近的位置，通信通道適合采用電纜或光纖。而當配電網比較狹長時，可將區域站設置在為該配電網供電的110kV變電站內，此時最好采用配電載波通信方式傳輸信息。

2.2配電變電站自動化

配電變電站自動化SA有以下基本功能：對配電所實施數據采集、監視和控制，與控制中心和調度自動化系統（SCADA）通信。

2.3饋線自動化

饋線自動化FA是指配電線路的自動化，在正常狀態下，實時監視饋線分段開關與聯絡開關的狀態和饋線電流、電壓情況，實現線路開關的遠方或就地合閘和分閘操作。在故降時獲得故障記錄，并能自動判別和隔離饋線故障區段，迅速對非故障區域恢復供電.

2.4用戶自動化

用戶自動化主要包括負荷管理和用電管理。負荷管理是根據需要來控制用戶負荷，并能幫助控制中心操作員制定負荷控制策略和計劃。用電管理主要包括自動計量計費系統等。

2.5配電網高級應用軟件

高級應用軟件（PAS）主要是指配電網絡分析計算軟件，包括負荷預測、網絡拓撲分析、狀態估計、潮流計算、線損計算分析、電壓/無功優化等。高級應用軟件是有力的調度工具，通過高級應用軟件，可以更好地掌握當前運行狀態。配電自動化中的這些軟件與調度自動化的相類似，但配電網中不涉及系統穩定和調頻之類的問題。當前電力自動化管理系統的高級應用件可以分成三個層次開發：①基本應用軟件，即網絡分析軟件；②派生類軟件，如變電站負荷分配、饋線負荷分配等；③專門應用軟件，如小區負荷預報、投訴電話處理，變壓器設備管理等。

3 電力自動化管理系統技術的發展

3.1變電站自動化的新進展

變電站自動化是將變電站的二次設備利用計算機技術和現代通信技術，經過功能組合和優化設計，對變電站實施自動監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。變電站自動化系統可以收集較為齊全的數據和信息，利用計算機的高速計算能力和判斷功能，方便監視和控制變電站內各種設備的運行和操作。目前，我國的變電站自動化技術已經很成熟，并廣泛地應用于高、中、低壓變電站中，這大大提高了變電站的運行效率及可靠性。但與國外先進的變電站自動化系統相比，仍存在許多需要改進的地方。如國外無論是分層分布式的變電站自動化系統還是常規的RTU方式，均能可靠地實現變電站的無人值班監控，這對國內進行新、老變電站自動化系統的建設和改造很有啟發。

3.2電網調度自動化的新進展

電網調度自動化是現代電力系統自動化的主要組成部分和核心內容，它是信息技術、計算機技術及自動控制技術在電力系統中的應用。經過近20年的發展，電網調度自動化系統在電力系統的安全經濟運行中已經起著不可或缺的作用。電網調度自動化技術隨著信息技術、計算機技術及自動控制技術的發展而日新月異，系統升級換代很快，當前電網調度自動化系統的發展面臨著一些挑戰。網絡安全對于以實時運行為首要任務的電網調度自動化系統尤為重要，但隨著互聯網技術的發展和廣泛使用，網絡攻擊和病毒侵害不斷發生，對電網調度自動化系統的安全運行構成了威脅。一方面，從網絡安全的角度出發，需要將調度自動化系統隔離運行；另一方面，隨著自動化系統的規模日益擴大、應用復雜度的日益提高，各個控制中心之間以及各個自動化子系統之間的交互大大增強，需要進行信息的一體化整合與集成。因此，需要對調度自動化系統的安全集成技術進一步研究，使得系統的開放性、穩定性、可靠性、實用性，特別是安全性更強。

4 結束語

電力自動化管理系統可以是集中式的，即由一個配電管理自動化主站，實現對整個配電網的數據采集，并和饋線自動化、變電站自動化、用戶管理等集成為一個系統；電力自動化管理系統也可以是分層、分布式結構的，如在變電站中設立二級主站，整個電力自動化管理系統由一個一級主站及若干個子系統（如負荷管理等子系統）集成。這樣的信息收集和處理也是分層和分布的，適合采用計算機網絡技術實現。

參考文獻：

[1] 張麗英.電網調度系統安全性評價（網、省調部分）[M].中國電力出版社，2007.

篇10

Methodology for Thermal Analysis of Multi-system in Engine Underhood

Gao Qing1，2，Qian Yan1，2，Ge Fei3，Y.Y.Yan4

（1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control，Jilin University，Changchun，Jilin 130025，China；

2. College of Automotive Engineering，Jilin University，Changchun，Jilin 130025，China；

3. R&D Cent.，China First Automobile Works Group Corp.，Changchun，Jilin 130011，China；

4. University of Nottingham，Nottingham NG7 2RD，UK）

Abstract：The thermal control of automotive power supply system and air conditioning system is one of core problems of vehicle thermal management. for the traditional internal combustion engines, the multi-system thermodynamic processes in engine underhood deal with water jacket cooling, air conditioning, supercharger intercooler, oil cooling, etc. This paper sums up the technology development and progress on the vehicle thermal management, discusses the current status of the underhood thermal flow and heat transfer analysis and further indicates numerical model establishment, simulation analysis and calculation method, including one dimensional（1D） analysis, three dimensional (3D) analysis and lumped parameter analysis. By analyzing the basic model of computational fluid dynamics（CFD） platform, these works will provide support and help for promoting the progress of vehicle thermal management analysis.

Keywords：vehicle；thermal management；underhood；numerical simulation

汽車動力艙內部結構復雜，半封閉的空間內包含了車輛的動力及傳動裝置、冷卻系統，以及汽車空調系統等整車重要組成部分。當前，能源危機日益嚴峻，對汽車燃油經濟性以及排放的要求也越來越高。為了解決這一問題，許多新技術和新裝置應運而生，這些裝置使動力艙內的位置更加緊湊、復雜。在運行狀態下，各系統的熱狀態之間難免產生相互影響，不利于各系統的散熱。因此，動力艙內的熱流動問題以及研發更加高效的熱管理系統，已經成為改善車輛散熱性能、提高整車動力性的關鍵[1-3]。

無論是常規發動機汽車，還是新能源電動汽車，其熱管理的兩大核心問題都是動力源溫控與汽車空調系統，以及協同控制問題。通常，它們的熱過程交織在動力艙內，發生復雜的熱交互影響。因此，其合理有效的匹配設計一直困擾著工程師，也制約著汽車動力性、經濟性、排放性和舒適性的進一步提高。因此，基于汽車熱管理發動機冷卻設計和空調設計的集成開發具有很大的技術空間和潛力。

20世紀80年代，國際上一些著名汽車公司就開始關注將汽車熱管理分析融入新產品開發設計中，美國汽車工程師學會（SAE）每隔兩年召開一次車輛熱管理系統國際會議[4]。近年來，我國也開始關注汽車熱管理技術的發展，特別是動力艙內多系統熱流體力學分析等問題，并在發動機冷卻系統和空調設計中，逐步解決實際問題。

早期動力艙熱管理分析手段主要是傳統的試驗方法，一般需要進行整車試驗，雖然得到一些試驗結果，但是試驗條件和分析項目有限，耗用大量的人力物力，試驗周期長，不利于開展更廣泛的研究。近年來，隨著計算機技術發展，數值計算和模擬仿真工具發展相對完善，使數值模擬技術的應用已經成為動力艙熱管理技術的主要手段，并取得了突破性進展[2]。利用一維以及三維CFD軟件對動力艙進行熱流動模擬仿真分析，不但能夠克服試驗方法的局限性和各種困難，而且得到的結果準確性也越來越高，特別在一些細節上更為直觀，更利于研究和解決實際問題。

為此，本文通過總結作者相關工作，系統歸納當前汽車熱管理中動力艙熱分析技術的發展形勢和趨勢，以及數字化仿真分析的基本方法，進一步認知動力艙多系統熱力學問題，為推動汽車熱管理分析平臺建設提供支持和幫助。

1 動力艙熱流動數值模擬方法

當前汽車動力艙熱流動分析數值模擬方法主要包括一維分析和三維分析。其中的熱管理系統模型包括5個主要部分：空調循環系統（Air Conditioning Circuit）、發動機冷卻循環系統（Engine Cooling Circuit）、空氣側機艙循環系統（Underhood Airside Circuit）、發動機系統（Engine Lubrication Circuit）和進、排氣系統循環（Intake and Exhaust Circuit）。

從一維分析到三維分析，再到一維多系統耦合分析，以及工業化設計，國際先進汽車制造商無不加強計算機輔助開發，進行多系統間的相互作用和影響分析，使設計流程越來越接近更加客觀的復雜情況，同時處理多項方案，在簡化試驗過程的基礎上，結合試驗過程，評估多項設計方案，實現數字模擬技術的完善。目前國際先進的汽車熱管理及其空調一體化設計開發平臺通常更加重視數字化設計工作的建設，同時也希望指導汽車空調等系統的精細設計與開發。

1.1 一維仿真方法

動力艙熱流動問題分析的一維仿真方法是從整體角度出發，從工業設計和開發的角度，著重分析各個系統之間的相互影響。目前應用于車輛熱管理的一維仿真軟件主要有英國Flowmaster International公司開發的FLOWMASTER一維設計分析平臺，奧地利MAGNA公司開發的KULI一維設計分析平臺，比利時LMS公司的AMESim一維設計三維分析混合平臺以及美國Gamma Technologies公司的GT-COOL一維仿真平臺等。

1993年，通用汽車公司的研究者們基于一維空氣流道假設建立了一種工程分析方法，它利用少量數值模擬和試驗數據，對更多工況冷卻空氣流量進行預測分析，但該方法無法準確考慮存在復雜回流的情況[5]。1999年，VALEO發動機冷卻實驗室研究者基于一維空氣流動計算方法，分析了散熱器尺寸、風扇尺寸、風扇罩以及車速對轎車冷卻系統性能的影響，并與風洞試驗結果進行比較，指導發動機艙的布置設計[6]。2001年，Valeo發動機冷卻研究所（簡稱VEC）使用FLOWMASTER建立了動力艙模型，對其提出的降低油耗量和尾氣排放的電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）控制策略進行了模擬，證明了模擬計算結果指出的控制方法可以使油耗量和尾氣排放量達到最低[7]。

近年來，國內也進行了一些相關研究。2008年，上海交通大學研究者利用仿真軟件AMESim建立發動機各子模塊和仿真模型，著重建立發動機系統仿真模型開展分析，并利用試驗臺架對發動機系統仿真模型進行驗證，其中利用系統仿真模型進行機油泵優化設計，并與原機油泵的相關參數進行對比，結果證明優化后的機油泵更加合理[8]。2009年，同濟大學研究者以某重型柴油機為原型，利用KULI軟件建立了發動機冷卻系統模型，進行了瞬態工況下冷卻液溫度以及油溫度變化的仿真研究[9]，獲得了良好結果。

1.2 三維數值模擬方法

事實上，一維分析更加關注性能分析和因素關聯性表征，而三維分析更有利于現象行為分析、微觀細節表征和數值試驗預測。因此，三維仿真方法與一維仿真方法相比，動力艙熱流動問題分析的三維數值模擬方法更加注重細節，可以關注系統的細節和局部分析，指導工程設計。應用于汽車熱管理分析的主要三維軟件有美國Thermo Analytics公司與福特汽車公司聯合開發的新一代高級熱管理設計與分析工具RadTherm，美國ANSYS公司集成的CFD高級流體仿真軟件FLUENT以及CD-adapco Group公司開發的復雜流動的流體分析商用軟件包STAR-CD等。

1999年至2000年，通用汽車公司Damodaran[10]等人和雷諾汽車公司Gilliéron [11]等人使用FLUENT軟件對發動機艙內流場和溫度場進行預測，通過風洞試驗進行驗證，探討了使用計算流體力學方法解決發動機艙熱問題的可行性。2002年，通用汽車公司的Yang Zhigang和德爾福汽車系統公司的James等人使用三維數值模擬方法，對汽車前置冷凝器、散熱器和風扇模塊的排列方式進行了研究，對各種設計下發動機艙內的流場和溫度場進行了比較分析[12]。2007年，Tai [13]通過CFD方法分析了進氣格柵形狀及位置，以及多孔介質模型參數設置對流場形狀的影響，并與一維計算結果進行了耦合分析，提供了車輛前端設計的方法。2009年，Subramanian[14] 對艙內散熱空氣回流進行了研究，由于艙內布置形式不合理，導致散熱器出口處的空氣形成的回流，造成散熱器散熱能力較差，通過改變動力艙結構，防止回流產生，使散熱器保證良好的散熱效率。

國內方面，2004年，東風柳州汽車有限公司研究人員使用CFD軟件對某型兩廂車發動機艙的高低速流動進行了三維數值模擬，得到發動機艙流動特征、散熱能力及結構改進建議[15]。2005年，華中科技大學研究人員[16]使用FLUENT軟件計算汽車外流場與發動機艙內流場，以及發動機艙的散熱特性和溫度場特性，利用發動機艙空氣最高溫度值判別溫度狀態是否滿足設計要求。

2 動力艙三維基本模型

動力艙內包含多個系統及裝置，主要是以換熱器和風扇為主的單元形式。為使三維模擬接近實際，必須抓住這些裝置的主要特征，有針對性地采用軟件中的基本模型及模塊進行模擬，本文主要針對FLUENT軟件中的模型，歸納以下的模擬方法。

2.1 熱交換器

動力艙中具有熱交換性質的裝置包含空調系統的冷凝器，渦輪增壓系統的中冷器，發動機冷卻系統的散熱器等。這些裝置一般具有多翅片、多管路和狹小縫隙特征。在動力艙模擬過程中，難于對其具體結構以及特征進行有效仿真，但它們宏觀共性均具有壓降特性的通氣形態，同時冷熱流體互換，一種流體將熱量傳遞給另一種流體。借助該顯著特征，三維模擬主要采用4種基本模型對熱交換器單元的流動及換熱過程進行三維模擬，分別為散熱器模型、多孔介質模型、多孔跳躍模型以及換熱器模型。

2.1.1 散熱器模型

散熱器模型（Radiator模型）是一種對熱交換單元簡化的模型，即不考慮模型厚度，熱交換元件被假定成一個無限薄的面，只對其速度與壓降特性以及換熱特性進行模擬，以便突出體現熱交換。散熱器模型是將壓降和熱交換系數作為散熱器法相速度的函數而定義其數學模型。

華中科技大學研究者[16]曾在貨車內流場分析中，對冷凝器、中冷器、散熱器都采用了這種模型，通過試驗數據擬合出壓強損失系數與速度的關系式以及散熱系數與速度的關系式，以模擬散熱器特性。2009年，索文超等[17]將散熱器簡化，定義壓力損失系數為多項式，并輸入散熱器單位面積的散熱量來進行模擬。

2.1.2 多孔介質模型

多孔介質模型（Porous 模型）是近年來用于對動力艙內熱交換單元進行模擬的重要手段，模擬分析中假設熱交換單元如同多孔介質，實現有形模擬，達到冷熱流體換熱，通過輸入慣性阻力系數、粘性阻力系數等參數以及多孔介質固體部分的體熱生成率等參數來定義通過多孔介質后流體的壓降及熱交換特征。

丁鐵新等[18]對裝載機整車罩殼內的散熱器用多孔介質模型進行了模擬，多孔介質的物性通過液壓油散熱器試驗確定。同時，畢小平等[19]對換熱器芯體應用了多孔介質模型，通過輸入空氣流過多孔介質時的壓力損失和多孔介質向空氣的散熱量進行了模擬。

2.1.3 多孔跳躍模型

多孔跳躍模型（Porous Jump模型）實際上是多孔介質模型的一維簡化，類似于模擬已知速度與壓降特性關系的薄膜，與多孔介質模型相比，多孔跳躍模型的收斂性和穩定性較好，節省計算資源[20]。其具體過程也是將模型簡化為無限薄面，通過介質表面滲透性、壓力跳躍系數等參數體現多孔跳躍介質的特征。

西北工業大學研究者[21]利用多孔介質的Darcy定律，結合風阻性能試驗，得到多孔跳躍介質表面滲透性和壓力跳躍系數，對散熱器進行了模擬。2009年，袁俠義等[3]采用同樣的方法模擬了動力艙內的散熱器冷凝器等。

2.1.4 換熱器模型

換熱器模型（Heat Exchanger模型）可分兩種，分別為傳熱單元數模型（Number of Transfer Units，NTU）和簡化效率模型。前者的NTU模型中，不考慮冷卻劑的相變，即可以用于模擬散熱器、中冷器等單相流情況；后者的簡化效率模型中，冷卻劑性質可以被定義為壓強和溫度的函數，因此可以計算相變換熱器，如空調冷凝器。

在換熱器模型中，冷卻劑的溫度是沿流動方向變化的，可將熱交換器劃分成一些傳熱單元，通過定義冷卻劑路徑、冷卻單元數量、冷卻劑性質以及壓降等參數來逐個對每個傳熱單元進行計算，最終得到整個熱交換器的流動及換熱特性。這種方法與上述幾種計算熱交換器的方法相比，考慮了冷卻劑側的流動與外部空氣側傳熱耦合效應，使模擬結果更貼近實際。

清華大學研究者[22]曾將散熱器劃分為多個計算單元區域，應用效能－傳熱單元數（ε-NTU）法進行換熱計算。這種計算方法可以考慮到冷卻劑溫度沿流動方向的變化。2009年，周建軍等[23]對散熱器的熱力學特性采用了換熱器模型結合試驗數據進行模擬，而其阻力特性采用了多孔介質模型，獲得較好的分析結果。

2.2 風扇

動力艙內的風扇起著組織艙內氣流，引導氣流通過熱交換元件的重要作用，氣流通過風扇后有一個壓升，一般采用的傳統方法是以風扇性能曲線對風扇進行模擬。若考慮到風扇的轉動對于流場產生的影響，目前在FLUENT中可采用MRF模型（Moving Reference Frame模型）或者滑移網格模型（Moving Mesh模型）。

2.2.1 風扇模型

風扇模型（Fan模型）是將風扇的幾何特征和流動特征參數化，簡化成一個無限薄的面，模擬風扇對流場的影響。在風扇邊界條件中，風扇一般以風扇性能曲線，即靜壓與流速的函數關系曲線，風扇中心和旋轉軸位置，以及徑向速度和切向速度來模擬風扇流動特征。Fan模型具有計算速度快、穩定性高的特點。但Fan模型的缺點是其很依賴前期的試驗數據，而這些試驗數據又受試驗時的環境和條件的影響[24]。

目前，對于風扇的模擬基本上都采用了風扇模型這種方式進行。

2.2.2 MRF模型

MRF模型（Moving Reference Frame模型）是一種定常計算模型，認為網格單元做勻速運動，這種方法適合計算區域上各點的速度等特征基本相同的問題，例如旋轉的風扇。MRF模型是最簡單的用于處理模型中有運動物體存在的一種方法。在使用MRF模型時，需要對計算域內的不同運動方式的子區域進行劃分，單獨對每個子區域進行運動方式的控制，子區域間可通過相接面進行數據交換。與Fan模型相比，MRF模型可獲得更多的信息，如葉片上的流場、風扇特性、風扇效率以及葉片上的載荷分布等。

德國貝爾公司Knaus等[25]曾使用MRF模型，通過對動量方程添加科式離心力的方式對風扇進行模擬。丁鐵新等[18]在對風扇模擬的幾種方法進行比較之后，對風扇葉片等細節未做較大簡化，直接用MRF模型進行模擬也得到了較為滿意的結果。

2.2.3 滑移網格模型

滑移網格模型（Moving Mesh模型）是用于模擬風扇旋轉效應的另外一種方法，采用這種方法計算出來的流場就是實際的流場，可以實時地觀察到風扇的空間位置變化[18]。但與MRF模型相比，這種方法的計算時間長，計算量大，目前還是比較難于把握。

2.3 其它部件

在動力艙內部，還存在著一些輔助的部件，膨脹水箱、蓄電池以及發動機進排氣裝置等。一些塑料元件可以當作絕熱邊界來進行處理，而金屬元件可以先給定一定的固定溫度，從模擬計算的結果中，提取出相應位置的散熱量，再將其作為邊界條件，重新進行計算[26]。或者也可當作固定熱源處理，給予一定的體積熱源。

3 一維與三維聯合應用

一維仿真計算周期短，可控性強，可從整體角度把握系統，研究系統中各部分間的影響關系和關聯特性。而三維數值模擬計算關注細節和微觀現象，可以觀測到一維仿真無法觀測到的局部情況，如面體內的流場、溫度場、速度場等，觀察到一些因素的作用和趨勢。隨著計算機資源的提升，計算方法的進步，以及客觀工程分析要求，越來越多采用一維與三維聯合應用。動力艙熱流動分析數值模擬的趨勢是將一維仿真與三維模擬計算結合起來，發揮兩者的優勢，從而達到更好的模擬效果[27]。

奧地利的AVL公司致力于將熱管理系統內外流動聯合仿真，在熱管理系統空氣側流場使用SWIFT軟件，熱管理系統模擬使用一維熱流體系統分析軟件FLOWMASTER，發動機缸內燃燒和水套內流動使用三維熱流體數值模擬軟件 FIRE，并通過 CRUISE軟件實現一維和三維系統計算數據的交換和銜接[2]。

英國MIRA公司和 JAGUAR公司利用 FLUENT

計算了發動機艙內流動與傳熱，使用 FLOWMASTER對冷卻系統循環進行仿真，使用GT-POWER對發動機工作過程進行模擬，并將3個密切關聯、相互影響的計算系統的邊界條件和計算結果進行整合，各自的模擬結果為其它部分的計算提供邊界條件，交換數據，互相修正，系統地研究了熱管理系統性能和發動機艙內的流場以及溫度場分布[28]。事實上，隨著汽車和發動機數字化工程的發展，逐步完善的發動機過程仿真、空調過程仿真及整車行駛熱空氣動力學過程仿真等促進了動力艙多熱力系統模型分析方法的不斷進步。

4 結論

動力艙是車輛的重要的組成部分，也是汽車熱管理涉及的主要問題。動力艙散熱直接影響整車的動力性及經濟性，致使動力艙熱流動分析越來越受到重視，也成為評估和優化整車性能的重要途徑。動力艙熱流動分析涉及復雜的流動、傳熱、發動機工作過程、空調運行過程，以及環境熱舒適性等諸多問題，面臨多系統交互和性能制約，既要從全局角度進行掌控，也要從局部細節進行具體分析。一維與三維聯合仿真是未來汽車開發設計的發展需求，因此集成各個系統之間耦合分析必將是未來的發展趨勢。

參考文獻(References):

KUMAR V，SHENDGE S A，BASKAR S. Underhood Thermal Simulation of a Small Passenger Vehicle with Rear Engine Compartment to Evaluate and Enhance Radiator Performance[C]. SAE Paper 2010-01-0801.

MAHMOUD K G，LOIBNER E，WIESLER B，et al. Simulation-based Vehicle Thermal Management System Concept and Methodology[C]. SAE Paper 2003-01-0276.

袁俠義，谷正氣，楊易，等. 汽車發動機艙散熱的數值仿真分析[J].汽車工程，2009，31(9)：843-853.

Yuan Xiayi，Gu Zhengqi，Yang Yi，et al. Numerical Simulation on Vehicle Underhood Cooling [J]. Automotive Engineering，2009，31(9)：843-853.(in Chinese)

張毅.車輛散熱器模塊流動與傳熱問題的數值分析與實驗研究[D].杭州：浙江大學，2006.

Zhang Yi. Experimental and Numerical Study on Flow and Heat Transfer of Vehicle Heat Exchangers Module[D]. Hangzhou：Zhejiang University，2006. (in Chinese)

SHIMONOSONO H，SHIBATA Y，FUJITANI K. Optimization of the Heat Flow Distribution in the Engine Compartment[C]. SAE Paper No.930883.

NGY S A P. A Simple Engine Cooling System Simulation Model[C]. SAE Paper 1999-01-0237.

CHANFREAU M，JOSEPH A, BUTLER D，et al. Advanced Engine Cooling Thermal Management System on a Dual Voltage 42V-14V Minivan[C]. SAE Paper 2001-01-1742.

曹旭. 發動機熱管理仿真與試驗研究[D]. 上海：上海交通大學，2008.

Cao Xu. Engine Thermal Management Simulation and Test[D]. Shanghai：Shanghai Jiao Tong University，2008. (in Chinese)

顧寧，倪計民，仲韻，等. 基于KUL I的發動機熱管理瞬態模型的參數設置與仿真[J].計算機應用，2009，29(7)：1963-1977.

Gu Ning，Ni Jimin，Zhong Yun，et al. Parameters Setting Parameters and Simulation of Transient State Model in Engine Thermal Management Based on KUL I[J]. Journal of Computer Applications，2009，29(7)：1963-1977. (in Chinese)

DAMODARAN V，KAUSHIK S. Simulation to Identify and Resolve Underhood/Underbody Vehicle Thermal Issues[J]. Journal Articles by Fluent Software Users，JA118，2000.

GILLIÉRON P. Renault Chooses Fluent for Underhood Aerodynamics[Ol]. FLUENT Newsletters，NL167，1999.

Yang Zhigang，BOZEMAN J，Shen F Z，et al. CFRM Concept at Vehicle Idle Conditions[C]. SAE Paper 2003-01-0613.

TAI C，CHENG C，LIAO C. A Practical and Simplified Airflow Simulation to Assess Underhood Cooling Performance[C].SAE Paper 2007-01-1649.

SUBRAMANIAN S，BANDARU B，BALAJI B. Minimization of Hot Air Re-circulation in Engine Cooling System [J]. SAE Paper 2009-01-1153.

唐因放.發動機艙散熱的CFD研究[J].北京汽車，2009 (4)：1-4.

Tang Yinfang. CFD Study of the Vehicle Underhood Cooling[J]. Beijing Automotive Engineering，2009(4)：1-4. (in Chinese)

蔣光福. 汽車發動機艙散熱特性研究[D]. 武漢：華中科技大學，2005.

Jiang Guangfu. Research of the Heat Transfer Performance in the Automobile Engine Compartment [D]. Wuhan：Huazhong University of Science and Technology，2005. (in Chinese)

索文超，畢小平，呂良棟.履帶車輛動力艙空氣流場的CFD模擬與試驗研究[J].裝甲兵工程學院學報，2009，23(2)：29-32.

Suo Wenchao，Bi Xiaoping，Lü Liangdong. Research on CFD Simulation and Test of Airflow Field in Engine Compartment of Tracked Vehicles[J]. Journal of Academy of Armored Force Engineering，2009，23(2)：29-32. (in Chinese)

丁鐵新，林運，盛明星.整車罩殼內空氣流動的數值模擬研究[J].柴油機設計與制造，2006，14(3)：20-24.

Ding Tiexin，Lin Yun，Sheng Mingxing. Numerical Simulation of Air Flow Inside a Vehicle Cover[J]. Design & Manufacture of Diesel Engine，2006，14(3)：20-24. (in Chinese)

畢小平，王普凱，劉西俠，等.環境溫度和壓力對坦克柴油機冷卻空氣影響的CFD仿真[J].內燃機工程，2006，27(4)：43-46.

Bi Xiaoping，Wang Pukai，Liu Xixia，et al. Study of Effect of Enviroment Temperature and Pressure on Cooling Air for Tank Diesel by Using CFD Simulation[J]. Chinese Internal Combustion Engine Engineering，2006，27(4)：43-46. (in Chinese)

Fluent Inc. FLUENT User's Guide[Z]. Fluent Inc，2006.

劉傳超.卡車外流及發動機艙內流計算與散熱研究[D].西安：西北工業大學，2005.

Liu Chuanchao. The Research of Camion’s Outflow and Heat Radiate Characteristic Analysis for Engine Cabin[D]. Xi’an：Northwestern Polytechnical University，2005. (in Chinese)

羅建曦.汽車熱管理系統集成空氣側熱流體分析研究[D].北京：清華大學，2004.

Luo Jianxi. Airside Thermal Fluid Analysis for Vehicle Thermal Management System Integration[D]. Beijing：Tsinghua University，2004. (in Chinese)

周建軍，楊坤.數值模擬在整車熱管理中的應用[J].上海汽車，2009 (7)：16-17.

Zhou Jianjun，Yang Kun. Application of Numerical Simulation in Vehicle Thermal Management[J]. Shanghai Auto，2009 (7)：16-17. (in Chinese)

GULLBERG P，LOFDAHL L，NILSSON P.Cooling Airflow System Modeling in CFD Using Assumption of Stationary Flow[C]. SAE Paper 2011-01-2182.

KNAUS H，OTTOSSON C，BROTZ F，et al. Cooling Module Performance Investigation by Means of Underhood Simulation[C]. SAE Paper 2005-01-2013.

袁俠義.汽車發動機艙熱管理研究與改進[D].長沙：湖南大學，2010.

Yuan Xiayi. Investigation and Improvement on Underhood Thermal Management [D]. Changsha：Hunan University，2010. (in Chinese)

篇11

    (一)數據分類

    一般在電力自動化系統中,可以根據數據來源的不同將其分為原始數據以及再生數據。原始數據指的就是在現場直接采集的數據,再生數據具體是指在原始數據的基礎之上進行二次加工得到的數據。根據電力自動化系統的特點可以將數據進行更為細致的分類:

    首先就是現場的實時數據,指的就是在現場實時采集到的數據,其特點就是數據量特別大,因此對于此類數據的存儲提出了更高的要求。第二就是基礎數據,指的是電力設備數學的一些數據,其屬于設備管理的基本范疇之內,例如線路或者發電機等。第三就是日常的運行數據,主要有電力自動化系統中記錄的數據以及各種職能部門在工作中處理的數據。最后就是市場數據,因為電力行業的市場化改革正在逐步進行,所以將市場數據納入數據分類中也是適應發展趨勢的必然要求。

    (二)數據獲取

    獲取數據也可以被稱為采集數據,指的是電力自動化的輸入,分為數據的采集以及處理和轉發等三個環節。與電力自動化系統相對應的就是數據的傳輸是采集的關鍵。目前來看針對數據的傳輸,主要有有線以及無線兩種主要方式,有線傳輸的方式包括了光纖和電纜等,無線傳輸的方式有微波以及無線擴頻等。目前我國電力系統發展中主要采用的傳輸方式是有線傳輸,但是無線傳輸在一些特殊區域發揮出重要作用,因為無線傳輸具有減少鋪設線路的優點所以在一些偏遠地區的電網數據采集來說就具有較大優勢。但是無線傳輸中的一些技術問題還是有待解決的,比如數據的實時性以及可靠性等。如果解決了這些問題,無線傳輸可能成為電力自動化系統發展的新重點。

    二、電力自動化系統中數據的特點分析

    (一)唯一性的特點

    在電力自動化系統中存在著大量的數據,這些數據的特點就是具備一定的獨立性,但是在子系統進行交流的過程中這些數據也會包含其他子系統中的大量數據,所以子系統之間的數據會存在交叉現象,如果不能對這些數據進行妥善處理的話就會出現數據冗余的問題。一旦出現了數據的冗余很可能導致系統在處理數據時能力降低湖或者更新速度較慢,嚴重的話還可能導致系統數據的可信度降低。所以說為了能有效的保證數據的唯一性,就需要對數據庫進行統一的管理以及日常維護工作。通常來說對于離線數據庫可以比較容易進行管理,實現其唯一性難度不高,但是針對實時數據庫就需要將數據庫的信息映射到不同工作站的內存中,就需要在線進行統一管理來確保不同子工作站的數據庫進行更新來避免重復性。

    (二)數據共享性

    目前在數據的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的數據共享以及直接方位內存和網絡通訊、內存數據庫等。基于web的數據共享,是通過互聯網的共享數據。目前隨著我國信息化的進行以及網絡的普及,互聯網的影響已經深入到了社會的不同層面以及角落,網絡帶寬也越來越大,網速也逐步提高,這就使得web數據共享方式變得更為可行。跟其他的數據共享方式比起來,基于web的數據共享技術充分利用了互聯網技術,具有高效率低成本的優勢,但是其缺點也較為明顯,實時性較差。近年來,因為基于內存數據庫的數據共享方式具有結構簡單同時靈活性和實時性較好、訪問速度較快等優點所以得到了快速發展,這也是之后電力自動化系統發展的主要方向。基于內存的數據共享指的就是把數據放在內存中,其缺點就是開放性不夠好。為了實現其開放性可以利用dcom技術來實現其訪問接口。

    三、數據流的安全性

    目前伴隨著計算機以及網絡技術的快速發展,把數據流作為信息載體的系統內部數據管理方式開始成為主流,通常來說數據流的特點就是實時性以及連續性、順序性,其過程中就是從數據進入系統開始,數據在系統內的各個環節進行流動,其運動的基本策略跟系統的功能有關。隨著我國電力系統自動化水平的不斷提升出現了越來越多的需要處理的數據流,數據的結構也更加復雜。所以只有進行合理的部署,數據流才可以逐步的提高其傳輸的效率來保證電力自動化系統的安全性以及可靠性。數據流在電力自動化系統中的關鍵,就是要解決系統的統一接口的問題以及實現子系統之間的互聯。其未來發展的基本方向就是實現電力自動化系統的數據流優化策略。 隨著電力系統中數據的存

    儲了急劇增加,互聯網中的病毒等也開始泛濫,但是礙于一些硬件設備的限制導致了電力系統中的數據備份等還是不夠完善,這就大大的增加了數據丟失的風險。數據丟失很可能會導致電位運行的不穩定甚至是癱瘓。所以說數據的安全問題成為了現在電力自動化發展中十分重要的問題。可以從以下幾個角度入手談及提高數據安全性。

    第一就是制度完善來確保數據安全。要在企業內逐步制定以及完善有關計算機使用和數據安全維護的規章制度,通過加強對工作人員的思想教育來提高員工對于數據安全的重視晨讀,并且在之后的日常工作中要按照操作規范等來進行數據的傳輸以及保存,形成良好的數據安全意識。

    第二就是硬件設施的安全性,針對控制室的設計等要符合建筑規范,水電的安裝要符合技術要求,同時還需要安裝防火以及防盜、防雷等措施。控制室要有必要的安全保衛措施。

    最后就是技術性的安全,系統要有完整性,要安裝必備的防病毒軟件,并且及時的對操作系統等進行升級,同時定式更新病毒庫。有關數據要進行及時的備份。計算機來設置密碼,重要的文件要加密。數據的刪除要進行記錄以便可以恢復誤操作的數據。要堅持網絡專用制度,把電力自動化的網絡跟商業網絡隔離開來。同級別部門之間進行互相訪問是需要設置密碼,下級對于上級網絡的訪問需要進認證,通過技術上的進步來確保數據的安全才是核心所在。

    結語:

    電力自動化系統是一個會涉及到多方面內容的系統,其核心就是數據的處理。正確有效的數據處理是保證電力自動化系統安全有效運轉的必要手段。目前隨著計算機技術以及網絡技術的發展,在電力系統中的運用讓數據的處理凸顯出更高的價值。尤其是我國目前無線網絡逐步興起,無線網絡數據傳輸的可靠性以及實時性等問題解決之后,必將成為數據處理的重要增長點,所以基于無線網絡的數據處理等將是一個新的課題。

    參考文獻:

    [1] 黎燦兵,劉曉光,趙弘俊,文燕,李大勇.中壓配電網不良負載數據分析與處理方法[J].電力系統自動化,2008(20).

篇12

1、電力自動化系統概述

電力自動化系統不僅可以對電力系統的運行調度體制實行在線的提升與完善，而且還可以根據具體的需求對其進行科學合理的測量裝置的安裝，使得電力系統實現了對控制機制的有效升級。電力系統所包含的功能多種多樣，現已被廣泛應用于各大行業。自動化系統在電力系統中的合理應用，使得相關的各種電力資源都能夠更加科學合理地輸送到配電網的各大領域當中。并且還能夠實現對電力資源的變電處理。也只有電力設備長久地穩定運行，才使得電力資源可以進行更加科學合理的調配，進而實現國家整體經濟的不斷增長。

2、電力自動化系統中對于電子信息技術的具體應用

2.1、發電廠自動化中的應用

發電廠在整個電力系統的自動化控制中起著十分重要的作用。發電廠對其起著十分重要的影響。而發電廠中所涉及的設備部件都比較繁多，所以很難實現對其進行統一而有效的管理。因此，科學合理的自動化控制方式對于發電廠的自動化控制有著非常重要的意義。發電廠中的分散控制系統和測控系統可以通過一根總線連接在一起后，就可以對后臺所串聯的計算機自動化進行有效的控制。使得各個零部件都能夠實現科學合理的控制與監督，進而實現對發電廠的有效控制。

2.2、變電站自動化中的應用

電能在生產后，需要利用變電站對其進行一系列的處理。首先，電廠將所生產的電能先輸送至變電站，只有變電站對其進行升壓處理后才能傳送至用戶的使用客戶端，然后再利用客戶端對高壓再進行降壓處理，方可將其送入居民住戶。電子信息技術在變電站自動化控制系統中的應用可以有效保障變電站的基本性能，并將不斷改善電力自動化系統的性能。變電站中所應用到的電子信息技術主要包括計算機技術、信息處理技術和現代通信技術等等。電子信息技術在變電站中的良好運用實現了對電力系統的實時監控。極大地改善了傳統變電站的不穩定性，從而使得變電站的電力自動化系統更加可靠和安全。

2.3、配電網自動化中的應用

配電網自動化其實就是把計算機的相關技術、相關的通信技術和自動化技術相結合，然后采用比較先進的配電設備來實現配電系統的自動化控制。配電網中所包含的配電設備主要有電纜以及變壓器等一系列設備，這些設備對于我國的配電網來說都是非常重要的組成部分。將自動化有效應用于配電網中后，便可以對配電網實施有效的監測，從而大大降低了我國配電網的運行成本，進一步提升了配電網運行過程的安全性能以及穩定性能。在以往的配電網運行過程當中，主要依賴人工的操作，這樣就很容易給操作人員帶來一定的安全隱患，一段操作不當便有可能出現意外，甚至造成一定的人身傷害。而且，相關管理人員的缺乏也會對配電網的運行帶來一定的不良影響。而電子信息技術在配電網中的應用，不僅確保了相關操作人員的安全，還提升了配電網系統運行的穩定性。

2.4、電網調度自動化中的應用

我國的電網調度主要包括：電力調度中心的網絡系統、相關的工作站點、發電站、變電站的部分設備和下一級的調度中心等等內容。將電子信息技術應用于電力調度自動化系統當中，主要指的是對電子信息三方面技術的有效運用，分別是：對計算機控制系統的一些設備的監控技術的應用、分線運行安全技術的應用和電網經濟調度技術的應用。將電子信息技術應用于網調度控制系統當中，不僅可以在很大程度上提升電網調度的安全性以及穩定性，并且還可以對電網調度中對電能的分配處理環節提供一定的幫助。另外，還有效提升了電力系統的管理水平，使得電力系統的運行過程更加穩定、安全以及經濟。為我國電力自動化系統的供電工作提供了更加有效的保障。

總而言之，電力能源是人們生產生活當中不可或缺的重要能源。所以，電力企業必須有效確保電力自動化系統的安全性以及高效運行才能為人們的生產以及生活的正常進行提供有效的保障。電子信息技術在電力自動化系統中的運用，很好地提升了電力系統的供應質量以及供應效率，進一步提高了電力自動化系統的性能，進而更好地為我國社會經濟的發展與建設提供更加有力的保障。

作者:陳碧琰 肖克勇 單位:國網浙江省電力公司寧波供電公司

參考文獻:

[1]黃柯志.電子信息技術在電力自動化系統中的應用[J].科技風，2016，07:157.

篇13

電力系統正在隨著電子信息技術的進一步推廣而逐漸走向智能化、自動化，大部分基于電子信息技術的相關技術被設置到電力系統的自動化中進行系統運行控制和管理，這些技術的設置和部署則增強或加大了電力系統的自動化，促進系統工作效率，降低了電力系統相關內容的管理難度，同時信息化技術能幫助電力化系統進行實時的遠程在線監測功能，相關工作人員可以根據調度策略進行系統的遠程控制系統的啟動應用。

1電力自動化系統概述分析

電力系統能把發電、電力資源輸送、配電及用戶用電完整聯系在一起，電力自動化系統則把相關自動化技術、微機技術及其它先進技術等聯系在一起，其主要作用是為電力自動化系統的配置用戶提供科學的設備管理和在線監測服務，或者其他相關服務，以此來為電力系統的穩定運行提供保障。電力自動化系統具有很強的靈活性，因此他可以很好的保證電力資源輸送等各方面安全性能，同時又能根據客戶實際需求進行個性化的模塊設計，兼具電力系統的讓機器能夠更好的服務于人類，實現人機交互，同時又實現不同語言的交互和轉換。

2電子信息技術的應用意義

電力系統環節多且結構復雜，在社會和人們的日常生活當中他的應用往往遍布世界各地，其所輸送的電力能源直接關系和影響到社會的各個層面，又嚴重地影響著社會經濟的發展、持續和穩定、高速等，在這些方面具有十分重要的影響意義。在電力管理工作方面，這些應用需求對電力系統自身的發展和應用提出了更高的、更為嚴格的要求，因此，我們必須試圖提升工作效率，在原來的工作上增加復雜程度，同時在電力系統中安裝部署電子信息系統的自動控制系統、繼電保護系統、自動調度系統、實時監控系統來提升電力系統的自動化。

3電力自動化系統中的電子設備與電子技術

3.1電子信息硬件設備

電力系統實現自動化的過程是通過定時查詢電子信息硬件設備和特定位置的狀態參數的信息和數據采集，經過分析和處理后根據返回結果調整相關參數完成的。在電子信息硬件設備中又包涵數據采集設備、調度控制設備等。數據采集設備的部署能夠采集諸如繼電保護動作信號、開關狀態等信息，這些信息和數據被傳輸到監控中心經過分析后，由監控中心下發調節和控制指令，這時電力系統的參數會根據需求發生更改，在調度控制設備接收到控制指令后執行，以此來實現電力系統的自動化調節過程。電力自動化系統中應用的電子設備具體有包括遠方終端裝置、遠動通道、調度中心遠東通信接口裝置等。

3.2電子信息系統

電力系統自動化的實現需要與之相關的電子設備、配套管理和控制軟件的支持。管理與控制內容的不同導致電力自動化系統中所應用的軟件系統的差異，其軟件系統由能量管理系統和在線監控與數據采集系統等組成。能量管理系統的應用于電力系統中產生的電能分配、調度與和管理，并且與此同時進行相關數據記錄和運算過程。在線監測系統能夠有效的控制和調整數據采集設備的工作狀態，并且分析和處理異常事故的原因，同時記錄電網運行狀態。

4電子信息技術在電力自動化系統中的應用

4.1發電廠自動化

分布式自動化綜合控制系統由控制中心、現場總線、相關電子設備等構成，是發電廠一般應用較為普遍的電子信息采集與控制系統。多組控制設備有控制中心對電廠的多個控制回路實現控制的獨立性，報護與監控設備則被直接部署和安裝到現場開關柜，讀取相關信號或執行某些指令。

4.2電網調度自動化

電力系統生產的電力按照使用需求輸送到不同的地區供用戶使用的過程由電網自動化調度系統實現。電網自動化系統由上級調度中心、工作站、下級調度中心、變電站終端等電子設備構成，可以同時監控整個電網的運行狀態，可以降低人工調度的工作強度，另外又保證電力系統的穩定性和安全性。具體的地，電網調度系統還能降低其發電過程的運行成本。

4.3變電站自動化

電子信息技術的應用是實現變電站的自動化運行。是電子信息系統在應用中對變電站二次設備相關功能進行優化和重組時，使這些設備能夠對變電站相關設備的運行狀態、運行參數等進行監控、測量和調整。變電站優化系統由過程層、間隔層和站控層等三部分構成，依據此三部分的相互合作完成變電站系統的自動化。

5結語

電子信息技術作為電力自動化系統運行過程當中最關鍵也是最重要的應用技術，其對電力系統自動化的穩定運行具有重要的影響意義。在此還要求電力單位與相關工作人員從多角度分析并加以把握控制電子信息技術在電力自動化系統中的實際應用，確保電力系統自動化的有效運營。

參考文獻

[1]楊陽.調度自動化應用軟件在電網中的應用[J].電氣時代,2002(1).

[2]焦邵華,鮑喜,秦立軍.配電自動化的現在與未來[J].云南電力技術,2008(3).